速度350km.h- 1等级世界高速列车技术发展综述
| 钱立新 |
2008年08月06日13:41
| 【字号 大 中 小】 | 打印 | 留言 | 论坛 | 网摘 | 手机点评 | 纠错 |
第2 8 卷, 第4 期 中国铁道科学Vol128 No14
2 0 0 7 年7 月 CHINA RAILWA Y SCIENCE J uly , 2007
文章编号: 100124632 (2007) 0420066207
速度350 km ·h- 1等级世界高速列车技术发展综述
钱立新
(铁道科学研究院, 北京 100081)
摘 要: 分析法国A GV 型、日本Fastech360 型、德国ICE350E 型、西班牙Talgo350 型及韩国HSR2350X
型等350 km ·h - 1速度等级高速列车的技术特征, 对各项重要的技术性能指标进行分析比较。指出世界高速列车技术发展方向基本是: 更多采用动力分散形式, 最高运行速度达到350~400 km ·h - 1 ; 采用IGBT、IPM、
IGCT 等模块, 实现牵引传动变流器的大功率、小体积和高可靠性; 转向架采用有源或半有源悬挂, 有效降低横向振动; 强化复合制动系统, 开始采用安全电阻制动及空气阻力板制动; 提高车体气密性及降噪性能; 采用先进的列车自动控制系统及故障监测系统; 利用倾摆车体技术扩展高速列车的使用范围。
关键词: 高速列车; 技术; 发展; 综述
中图分类号: U26011 文献标识码: A
收稿日期: 2007204227 ; 修订日期: 2007205209
基金项目: 铁道部科技研究开发计划项目(2003J0012A)
作者简介: 钱立新(1941 —) , 男, 浙江嘉兴人, 研究员。
高速铁路是世界铁路发展的亮点, 是铁路现代高新技术的综合集成。而高速列车是高速铁路的技术核心, 是机车车辆现代化的具体载体, 是机械、电子、材料、计算机、控制等现代技术综合集成的集中体现。一般来说速度代表了高速列车的综合技术水
平。2007 年4 月3 日, 法国最新型的A GV V2150型试验高速列车在巴黎—斯特拉斯堡高速线上, 创造了地面交通运输系统试验速度的世界最高记录———57418 km ·h - 1 , 不仅打破了1990 年5 月18 日法国自己创造的轮轨系高速列车最高试验速度51513 km ·h - 1的记录, 而且已经超过了日本超导磁悬浮列车于1999 年4 月14 日创造的552 km·h - 1 最高试验速度记录。目前世界高速列车技术正处于日新月异发展之中, 最具代表性、有自主知识产权的350 km ·h - 1等级高速列车有: 法国的A GV、日本的Fastech360 、德国的ICE350E、西班牙的Talgo2
350 及韩国的HSR2350X 这5 种类型。
1 法国A GV 高速列车
2007 年4 月3 日破世界铁路高速列车试验速度记录的法国A GV V2150 型试验列车(见图1) ,由5 辆动车(2 辆头车、3 辆双层中间车) 编组而成, 全长106 m , 重268 t 。该试验列车采用了法国最新研发的运行速度达360 km ·h - 1 的A GV 高速列车的一系列高新技术, 并将车轮直径从920mm 增加到1 092 mm , 牵引力也增加了1 倍, 牵引功率达19 600 kW。列车起动后行驶了73 km 路程, 速度就达到了57418 km ·h - 1 。图1 创造57418 km ·h - 1速度记录的
法国A GV V2150 型试验列车 A GV 高速列车是法国第4 代高速列车, 见图2 。其设计时速360 km ·h - 1 , 2008 年将在法国巴黎—斯特拉斯堡高速新线上正式投入运营。届时从巴黎到斯特拉斯堡只需140 min , 从巴黎到卢森堡只需135 min 。A GV 高速列车每3 辆车组成1 个不可分离的牵引单元, 设计的编组方案有6 辆、9辆、12 辆等多种。以列车编组9 辆为例, 全长175m , 定员359 人, 共有14 根动轴, 8 根非动轴, 头车的两端为非动力转向架, 一等车座席间距为1 649 mm , 二等车座席间距为968 mm。图2 法国AGV 型高速列车外貌
A GV 高速列车的技术特点如下。(1) 轴重小于1615 t , 中间车辆采用铰接式带动力的转向架和铰接式拖车转向架。
(2) 动轴每轴牵引功率为600 kW (牵引电机额定功率为660 kW) , 每台异步牵引电机重量为750 kg , 采用IGB T 变流装置。
(3) 由于采用带动力的铰接式转向架, 牵引电机无法使用强迫风冷, 因此, 研制了带内置风扇的自冷却系统。
(4) 非动力转向架采用涡流制动方式, 在350~200 km ·h - 1 的制动过程中, 每台转向架的涡流制动力为20 kN , 并解决了在列车运行3 min间隔情况下, 轨道发热及磁引力产生的垂向力问题。
(5) 增加二系主动横向悬挂系统。
(6) 与各种供电制式均能匹配, 将电磁干扰降低到最低限度。
(7) 提高车厢内的隔音性能, 提高舒适度。
(8) 采用贯通式地板。
(9) 采用倾摆车体技术。
2 日本Fastech 360 试验型高速列车
东日本铁路公司于2005 年开始研制开发新一代高速列车, 其目标运行速度为360 km ·h - 1 , 因此取名为Fastech360 型, 见图3 。该试验型高速列车由东日本铁路公司和川崎重工、日立等企业联合研制成功。Fastech360 试验型高速列车有2 种类型, 其内部设备基本上相同; Fastech360S 型适用于新干线准轨线路, 8 辆编组, 车体宽度为3 380mm ;Fastech360Z 型适用于既有线改造的小型新干线线路, 6 辆编组, 车体宽度为2 904 mm。Fastech360S 试验型高速列车已在东北新干线的仙台—北上区间进行了性能试验, 运行考核长达18个月, 总行驶里程6 万km , 起动后10 min 即达360 km ·h - 1 , 最高试验速度已达398 km ·h - 1 。Fastech360 试验型高速列车的最大技术特点体现在制动和噪声防治方面。
图3 日本Fastech360 型高速试验列车外貌
(1) 首次采用空气阻力板(在车体顶部两侧,制动时自动弹出) 实现高速工况下的空气阻力制
动, 以期缩短在360 km ·h - 1 速度下的紧急制动距离, 使其与E2 系275 km ·h - 1 的紧急制动距离基本相同。
(2) 头车的流线形头部长达16 m , 具有较高的长细比值, 同时车体横截面从1112 m2 减小为
1018 m2 , 降低了进入隧道的微压力波。
(3) 转向架上均安装检测传感器, 以监控转向架的运行性能, 并在司机屏上实时显示。
(4) 在Fastech360S 试验型高速列车上安装高阻尼系数的减振器, 以保证运行的平稳性; 而在
Fastech360Z 试验型高速列车上安装低阻尼系数减振器, 以顺利通过小半径曲线。
(5) 转向架上均安装了电磁作动器主动悬挂系统。
(6) 采用体积小、重量轻的牵引变流机组, 有3 个单独控制的模块, 每个模块向相邻2 辆动车供电。采用人字形齿轮传动装置, 降低了轴承载荷,可保证60 万km 的运用寿命。
(7) 采用倾摆式车体系统, 最大倾摆角2°。车体地板采用浮动式结构, 以降低车内噪声。
(8) 车厢间连接处采用由3 段金属材料组成的柔性风罩, 在通过曲线时, 中间的1 段风罩在外面叠盖其他2 段金属罩, 保证列车的流线型外型光滑流畅、并降低噪声。
(9) 车体侧裙板采用吸音材料并一直延伸到轨第4 期 速度350 km ·h - 1等级世界高速列车技术发展综述67面附近, 控制轮轨噪声, 地板下设有加温系统, 防止结冰积雪。
(10) 采用1 台单臂受电弓, 具有分段式的滑
板, 每段滑板均有弹性支承, 受电弓两侧设置长7m 的垂直S 形的导流隔声板, 以降低受流噪声。
(11) 在紧急制动时向轮轨间喷射陶磁粒子以增加制动粘着。空气制动采用新材料、新结构的制动盘及闸片, 具有良好的抗热衰退性。
(12) 接触导线张力达20 kN , 接触导线横截面面积为110 mm2 。
(13) 采用大型铝合金挤压型材车体, 车轮轮径860 mm , 最大轴重1215 t 。预计2011 年该新型高速列车将全面投入正式运营。
3 德国ICE350E 型( Velaro E 型)
高速列车
德国铁路和西门子公司为了在西班牙马德里—巴塞罗那高速新线的高速列车进行投标, 合作研究开发了最高运营速度350 km ·h - 1 的ICE350E 型(也称Valaro E) 高速列车, 见图4 。2006 年1 月该型车在马德里—巴塞罗那高速新线上进行了运行试验, 德国在ICE3 型高速列车研制开发成功基础上, 进一步研究采用一系列高新技术, 成功地实现了高速列车350 km ·h - 1 的运行速度目标。图4 德国ICE350E 型高速列车
ICE350E 型高速列车为8 辆编组, 其列车全长为20012 m , 定员404 人, 全列空车重量为425t 。ICE350E 型高速列车的技术特点如下。(1) 牵引功率在ICE3 型8 000 kW 基础上提高10 % , 达到8 800 kW , 起动牵引力达到283kN , 在350 km ·h - 1 时还有90 kN 的牵引力, 足以克服75 kN 的列车总阻力。(2) 0 —320 km ·h - 1 的加速时间为380 s , 平
均起动加速度可达0124 m ·s - 2 。(3) 复合制动系统中, 取消了涡流轨道制动。动力车采再生制动和电阻制动(7 200 kW) , 再加上每轴2 套轮盘式盘型制动; 拖车上采用每轴3套轴盘式盘型制动。(4) 采用新型的SE380 系列牵引齿轮传动装置, 正齿轮传动, 可减轻齿轮箱重量, 降低噪声(低于VD12159 规范规定值) , 提高了单位功率。(5) 轴重由ICE3 型的15 t 提高到16 t 。全列车共32 根轴, 其中16 根为动轴。(6) 采用新型受电弓和25 kV 交流供电制式,满足欧盟已生效的高速列车可操作性技术条件TSIHGV。(7) 采用ETCS22 型欧洲列车自动控制系统及GSM2R 无线通信系统, 同时还采用L ZB80 型感应式列车自动控制系统及西班牙ASFA 型超速防护系统。(8) 列车设备采用最高等级的防火标准, 包括紧急情况下的运行方案。(9) 安装了完善的旅客信息系统, 包括车厢两端旅客信息显示屏, 视频和音频系统。2007 年西班牙马德里—巴塞罗那高速铁路正式开通时, ICE350 型高速列车将投入正式运营。
4 西班牙Talgo2350 型高速列车
1998 年4 月西班牙铁路决定在引进法国AVE高速列车(300 km ·h - 1 ) 技术的基础上, 自主创新研发新一代的350 km ·h - 1 等级的高速列车, 以便在马德里—巴塞罗那高速新线开通后投入运营。在与庞巴迪公司技术合作的基础上, 由西班牙Talgo 公司负责总体设计及系统集成, 经过3 年的攻关, 于2001 年研发成功第一列样车, 并于当年在马德里—塞维利亚高速铁路线上成功地进行各项性能试验, 最高试验速度达到359 km ·h - 1 。之后, 经过多年的运行考核及改进, 采用高新技术的Talgo2350 型高速列车(见图5) 以其独特的构思,
成为350 km ·h - 1 等级高速列车中的又一品牌。图5 西班牙Talgo2350 型高速列车
68 中 国 铁 道 科 学 第28 卷
Talgo2350 型高速列车的技术特点如下。(1) Talgo2350 型高速列车全长200 m , 定员
318 人, 由2 台动力车和12 辆摆式Talgo 铰接式车辆编组而成, 列车总车轴数为21 根, 其中2 台动力车为8 根, 12 辆摆式Talgo 车辆(长度为13 140 mm) 为13 根车轴, 可有效地减少列车运行阻力。(2) 拖车采用了Talgo 特有的独立旋转车轮单轴转向架, 并采用铰接式连接方式, 克服了普通2轴转向架内4 点支承的弊端, 由于缩短了2 个单轴转向架的间距, 可提高车体的刚性, 并有效降低地板面高度(756 mm) 。(3) 列车总功率8 000 kW , 启动牵引力200kN , 牵引传动系统采用IGB T 组合功率IPM 模块的变流机组, 体积小重量轻, 三相异步牵引电机每台功率为1 000 kW , 采用架悬方式。网络控制系统采用MVB 车辆总线和WTB 列车总线, 符合TCN 标准。(4) 轴重17 t , 动力车轮径1 040 mm , 客车轮径880 mm , 全列空车重量仅322 t 。(5) 动力车采用再生制动和电阻制动, 最大持续电制动功率为4 200 ×2 kW。每轴两套轮盘式盘型制动及1 套轴盘式盘型制动。拖车每轴采用4 套盘型制动(轮盘与轴盘) 。(6) 车体采用Talgo 被动式倾摆系统, 铝合金挤压型材结构。车体具有压力密封特性。(7) 辅助供电系统由主变压器中间直流电压处直接抽头进行逆变, 不再采用主变压器抽头。
5 韩国HSR2350X 型高速列车
1996 年韩国决定在引进法国KTX 高速列车(300 km ·h - 1 ) 技术的同时, 自主创新研发新一代的350 km ·h - 1 等级高速列车。1998 年韩国专门创建了韩国铁道科学研究院, 并联合韩国工业技术研究院和韩国各大企业(大宇、三星、韩进等公司) 实施350 km ·h - 1 高速列车的试制, 经过6 年努力, 于2002 年试制成功, 取名为HSR2350X型, 见图6 。HSR2350X 试验型高速列车由7 辆车编组而成, 两端为具有流线型头部的动力车, 紧靠动力车的是1 辆带1 个动力转向架的拖车, 中间为3 辆拖车, 总共有12 根动轴。HSR2350X 试验型高速列车经过全面的型式试验、试运行考核及改进, 成功地实现了350 km ·h - 1 运行速度的目标。韩国铁路公司( Korail) 2006 年已决定向韩国机车车辆制造商RO TEM 购买十列HSR2350X 型高速列车, 计划于2009 年及2010 年分别在Honam 高速线及Cholla 高速线上运营。
图6 韩国HSR2350X型高速列车HSR2350X 型高速车辆每辆价格仅300 万美元, 比法国阿尔斯通公司制造的KTX 高速车辆每辆320 万美元低20 万美元。正式运营的HSR2350X 型高速列车将由10 辆车编组而成。HSR2350X 型高速列车主要技术特点如下。(1) 列车两端采用动力车及带动力转向架的客车作为牵引动力, 中间编组拖车。牵引传动系统采用IGCT 模块变流机组及1 100 kW 大功率同步牵引电机。(2) 客车之间全部采用TGV 式的铰接式转向
架, 包括带有动力的铰接式转向架。(3) 动力转向架采用再生制动, 电阻制动, 盘型制动。拖车转向架采用涡流轨道制动及盘型制动。(4) 车体采用大型挤压铝合金型材焊接式结
构, 并采用压力密封。(5) 列车自动控制系统采用网络控制及硬线控制相结合的模式, 可提高控制系统的可靠性。(6) 司机室带有3 个显示屏, 中间显示屏是A TC 数据命令显示, 两边显示屏显示监控系统的数据。(7) 列车内部服务设施先进, 包括备有家庭包间、旋转座椅、无线通讯电话及卫星电视等。2006 年7 月27 日韩国建设交通部宣布, 计划与科技部联合开发400 km ·h - 1高速列车, 该项目预计耗时6 年, 投入资金766 亿韩元。
6 世界高速列车技术发展展望
世界各国350 km ·h - 1 等级高速列车性能指标
第4 期 速度350 km ·h - 1等级世界高速列车技术发展综述69
汇总见表1 。
表1 世界各国350 km·h- 1等级高速列车性能指标汇总
项目AGV ICE350E Talgo2350 Fastech360 HSR2350X
研制国家法国德国西班牙日本韩国
轨距/ mm 1 435 1 435 1 435 1 435 1 435
供电制式
25 kV ,50 Hz
(3 kV ,DC)
25 kV ,50 Hz 25 kV ,50 Hz 25 kV ,50 Hz 25 kV ,50 Hz
最高运行速度
/ (km ·h - 1)
360 350 350 360 350
编组
9 辆(1 T + 2M) ×3
20 轴中12 根动轴
8 辆
(M + T + M + T) ×2
14 辆
1 T + 12 T + 1M
8 辆
1 T + 6M + 1 T
7 辆
1M + 1 TM + 3 T + 1 TM + 1M
列车重量(空车) / t 307 425 322 364 约300
轮径/ mm 920 920
1 040 (动力车)
/ 880 (拖车)
860 920
持续功率/ kW 7 600 8 800 8 000 8 600 13 200
启动牵引力/ kN 160 283 200 192
列车长度/ m 175 20012 200 20114 1371 8
车辆宽度/ mm 2 904 2 950 2 942 3 380 2 950
定员/ 人359 404 318 444 约300
最大轴重/ t 161 5 16 17 121 5 17
变流装置型式IGBT GTO IGBT IPM IGCT
牵引电机类型
功率/ kW
异步600 异步550 异步1 000
异步370 (No213)
同步永磁355 (No41 5)
异步350 (No617)
同步1100
转向架类型
铰接式主动悬挂
电磁作动器
2 轴无摇枕式被动
悬挂液压作动器
单轴铰接式
2 轴无摇枕式主动
悬挂电磁作动器
铰接式主动悬挂
制动系统
再生+ 电阻+
盘型+ 涡流轨道
再生+ 电阻+
盘型
再生+ 电阻+
盘型
空气阻力板+
再生+ 盘型
再生+ 电阻+
盘型+ 涡流轨道
信号系统ETCS22 ETCS22 ETCS22 数字ATC 数字ATC
列车牵引制动控制系统TCN 网络控制TCN 网络控制TCN 网络控制TCN 网络控制TCN 网络控制+ 硬线
车体结构
挤压铝型材结构,
主动倾摆车体
挤压铝型材结构
挤压铝型材结构,
被动倾摆车体
挤压铝型材结构,
主动倾摆车体
挤压铝型材结构
密封结构压力密封压力密封压力密封压力密封压力密封
法国A GV V2150 型试验列车于2007 年4 月3日创造了57418 km ·h - 1 地面运输系统的最新世界记录, 表明了轮轨系高速列车在技术、经济、安全各方面性能指标已达到新的高度与水平。展望世界高速列车的发展前景是一片光明。(1) 世界各国近期建成或正在新建的高速铁路的速度目标值基本上都定位在350 km ·h - 1 或以上, 如已建成的韩国首尔—釜山高速铁路(大邱—釜山段第2 期工程正在建设) , 我国台湾省台北—高雄高速铁路, 2007 年即将建成的法国巴黎—斯特拉斯堡东部高速线, 西班牙马德里—巴塞罗那—法国边境高速线等均是以350 km ·h - 1 为速度目标值, 说明当今世界高速列车的最高运行速度目标已突破350 km ·h - 1 , 并正在向400 km ·h - 1 速度目标挺进。
(2) 350 km ·h - 1 等级高速列车更多的是采用动力分散形式, 因为其在牵引、制动粘着的利用方面具有较大的优势, 因此世界各国新研制的350km ·h - 1 等级高速列车, 如日本、德国、法国、韩国基本上都采用动力分散式。但这也不是绝对的,西班牙自主创新研制的Talgo2350 型高速列车却独树一帜, 由于其采用了独特的Talgo 单轴可旋转车轮铰接式转向架(走行部) , 使14 辆编组的列车车轴总数只有21 根。同样也是200 m 长的8 辆编组ICE350E 型高速列车, 其车轴总数达32 根。两者相比, Talgo350 型高速列车拖车的运行阻力明显降低, 自重也减轻了100 t , 使动力集中式的Tal2go350 高速列车也获得了成功。(3) 350 km ·h - 1 等级高速列车牵引传动技术向功率大、体积小、重量轻、可靠性高、成本低的方向发展。随着大功率、高频率、模块化、智能化的新型电力电子器件不断发展, IPM , IGB T ,IGCT 等模块组成的变流机组已经能控制1 000 kW以上的交流牵引电机正常运转, 自冷却的同步永磁
70 中 国 铁 道 科 学 第28 卷交流牵引电机也已开发成功, 正在试验考核, 空冷
主变压器也得到应用。(4) 350 km ·h - 1 等级高速列车进行了转向架动力学性能的优化设计, 改进一系、二系悬挂系统结构参数, 不论是2 轴无摇枕转向架还是铰接式转向架, 甚至单轴铰接式转向架, 均采用了有源(主动控制) 或半有源(半主动控制) 悬挂装置, 空压、液压、电磁作动器都得到应用, 有效地解决了横向振动问题, 灵活适应了随机多变的线路状态,在速运行条件下提高旅客乘座的舒适性。(5) 复合制动系统更进一步强化, 关键是强化安全制动手段。目前运行速度300 km ·h - 1 等级的高速列车实施安全制动的唯一手段是纯空气盘型制动, 要求在紧急情况下(包括受流失效时) 保证安全的紧急制动距离。但速度提高到350 km ·h - 1 及以上时, 制动盘承担的制动功率已超出极限, 难于满足安全制动距离要求。为此研究了4 种强化安全制动的方法: ①开发新材料与新结构的制动盘与闸片, 提高耐热裂性能和耐热衰退性; ②增加安全电阻制动新方式, 一旦受流失效时采用蓄电池的电能通过逆变器为牵引电机励磁, 使制动能量在电阻带上消耗, 是一种可靠的安全制动方式; ③增加空气阻力制动新方式, 在紧急制动时, 利用从车顶上弹出的“阻力板”使高速列车有效地减速; ④采用喷射陶瓷粒子增加紧急制动时的粘着。由于采用安全电阻制动及空气阻力制动方式, 为降低制动系统的簧下质量创造了条件, 可以不必采用笨重的涡流轨道制动(每辆车增加簧下质量约214 t ) 或涡流盘形制动(每组簧下质量1 t) 。(6) 增加车体气密性, 降低列车噪声是350km ·h - 1 等级高速列车关键性的技术措施, 也是高速列车技术水平的集中体现。增加车体气密性主要在车体大断面挤压铝合金型材连续焊接工艺、车窗高性能密封材料、塞拉车门的气压密封及锁紧机构、排水水封装置的气密性能、高压鼓风机连续供排气性能等方面实现新的突破, 提高了气密性指标。采用各项高新技术综合集成降低列车噪声, 包括低噪声新结构受电弓及隔声板的研制, 车体侧墙裙板及地板采用新型吸声材料, 车厢间采用叠层式金属档罩, 列车头形采用高长细比的优化流线型以抑制隧道微压力波, 减少车厢横截面尺寸, 采用浮动地板结构和低噪声牵引电机等措施。(7) 采用先进的列车自动控制系统及故障监测
系统。欧洲的350 km ·h - 1 等级高速列车普遍都安装了欧洲列车自动控制系统ETCS2 级装置及GSM2R 无线通讯系统, 将来逐步发展成ETCS3级, 实现移动闭塞控制目标。日本及韩国的350km ·h - 1 等级高速列车也同样采用先进的数字式A TC 列车自动控制系统及GSM2R 无线通讯系统。(8) 倾摆式车体技术将在350 km ·h - 1 等级高速列车上得到普遍应用。一方面, 在已建成的高速线曲线半径不够大的区段(如日本新干线有半径
2 500 m的曲线) 采用倾摆式车体技术可以将速度提高到330~350 km ·h - 1 , 另一方面, 当高速列车过轨既有线运营时, 即使在小曲线半径区段仍可以显著地提高运行速度, 发挥高速列车的潜力。倾摆式车体技术已越来越受到各国高速铁路设计者和运营者的青睐。
参考文献
[1 ] 钱立新. 世界高速铁路技术[M] . 北京: 中国铁道出版社, 2003.
(QIAN G Lixin. Technology of High2Speed Railways
in World [M] . Beijing : China Railway Publishing House ,
2003. in Chinese)
[2 ] 钱立新. 世界高速列车技术的最新进展[J ] .
中国铁道科学, 2003 , 24 (4) : 1211.
(QIAN G Lixin. Recent Technical Developoment
of High2Speed Trains in the World [J ] . China Railway Science ,
2003 , 24 (4) : 1211. in Chinese)
[3 ] Murray H. Fastech 360 Twins Herald Speed2Up to the
North [J ] . Railway Gazette , 2006 (5) : 2622264.
[4 ] Takashi E. Fastech 360 列车试探超高速行驶[J ] . 国际铁道工程, 2006 (5) : 16220.
( Takashi E. Fastech360 High2Speed Train is Undergoing Trials at
up to 398 km ·h - 1 [J ] . Railway Gazette Chi2
nese Edition , 2006 (5) : 16220)
[5 ] Barry C. Spain Launches Massive Investment
Program [J ] . International Railway Journal , 2006 (9) : 69274.
[6 ] 乔英忍. 世界铁路动车组的技术进步、水平和展望[J ] . 国外铁道车辆, 2007 (2) : 127.
(QIAO Yingren. Technology Progress , Level and Prospect s
of Railway Multiple Unit s in the world [J ] . Foreign
第4 期 速度350 km ·h - 1等级世界高速列车技术发展综述71
Rolling Stock , 2007 , 44 (2) : 127. in Chinese)
[7 ] Kortan Rail Technology. HSR2350X to Launch
Service in 2009 [J ] . KRRI Newsletter , 2006 , 5 (9) : 125.
[8 ] SNCF. 57418 km ·h21 : Le Nouveau Record du Monde
de Vitesse Sur Rail [J ] . Temp s Reel , 2007 , No140107.
Summary of the Technical Development of High2Speed Train with
the Speed of 350 km·h- 1 in the World
QIAN Lixin
(China Academy of Railway Sciences , Beijing 100081 , China)
Abstract : This paper analyzes t he technical characteristics
of high2speed t rains wit h t he speed of 350 km ·h - 1 ,
such as type A GV in France , type fastech 360 in J apan ,
type ICE350E inGermany , type talgo350 inSpain and type
HSR2350X in Sout h Korea. The important technical indices
of different types of high2speedt rains are analyzed and
compared. The t rends of technical development for
high2speed t rains in t he worldare discussed , mainly
are : to adoptpower2decent ralized EMU wit h t he maximum
running speed of 350 —400 km ·h - 1 ; adopt IGB T , IPM ,
IGCT modular equipment to realize high2power , small volume ,
high re2liability for t raction converter ; design advanced
bogie with active or semi2active suspension to effectivelyreduce
t ransver sal vibration ; use safety rheostat brake or
air2resistance block to enhance complex brakingsystem ;
increase car body air2tight ness and reduce noise effect ;
adopt advanced t rain automatic cont rol sys2tem ; use
tilting bodies to expand high2speed t rain operation mileage.
Key words : High2speed t rain ; Technology ; Development ; Summary
动车组运用所检修运用管理信息系统通过铁道部技术审查
2007 年5 月31 日, 铁道部运输局会同科技司、建设司、鉴定中心, 组织沈阳、北京、郑州、武汉、西安、南昌、上海铁路局、广铁(集团) 公司以及铁二、三、四院有关专家, 在上海对铁道科学研究院电子计算技术研究所研制开发的“动车组运用所检修运用管理信息系统”(以下简称“信息系统”) 进行了技术审查。审查组一致同意该系统通过技术审查,并建议在后续建设的动车运用所中推广应用。该系统是实现动车组检修基地现代化的重要标志, 是支撑动车组检修、运用和管理的重要手段, 可提高动车组的检修质量和运行效率, 保障动车组行车安全。审查组围绕该系统搭建的硬件和网络环境、软件功能、系统性能进行了认真讨论, 并赴上海南动车所现场参观和了解了该系统的实际应用情况。审查组认为该信息系统实现了动车组履历管理、调度管理、安全管理3 个子系统的功能及数据集成和共享, 应用软件合理部署为调度管理、作业管理、技术管理、系统维护4 个平台。系统设计理念先进, 搭建了能够满足运用所检修、运用业务管理需要的平台, 符合铁道部运输局《动车组检修运用管理系统应急工程实施方案》文件的相关要求。
该系统集成度高, 结构复杂, 内容繁多, 信息量大。对外与调度指挥系统、地对车安全监控系统、动车组车载信息系统、动车组制造厂和配件供应商等系统实现信息的共享和交换; 对内将运用所检测的关键设备(包括轮对踏面诊断、转向架更换、空心轴探伤等) 状态信息接入系统, 建成集中和完整的运用所数据管理平台, 并将检修、运用、管理等各工作环节有机地结合在一起, 形成管理统一、资源共享、协调联动的大系统, 满足了动车组全路调配、网络化修车、兼容4 种车型要求的动车组检修运用管理需要。目前, 项目组人员在完善“动车组运用所检修运用管理信息系统(应急工程) ”3 个子系统功能的同时, 正全面开发该系统其余5 个功能, 并将其在5 个过渡运用所推广应用。
(来源: 铁道科学研究院网站)
2 0 0 7 年7 月 CHINA RAILWA Y SCIENCE J uly , 2007
文章编号: 100124632 (2007) 0420066207
速度350 km ·h- 1等级世界高速列车技术发展综述
钱立新
(铁道科学研究院, 北京 100081)
摘 要: 分析法国A GV 型、日本Fastech360 型、德国ICE350E 型、西班牙Talgo350 型及韩国HSR2350X
型等350 km ·h - 1速度等级高速列车的技术特征, 对各项重要的技术性能指标进行分析比较。指出世界高速列车技术发展方向基本是: 更多采用动力分散形式, 最高运行速度达到350~400 km ·h - 1 ; 采用IGBT、IPM、
IGCT 等模块, 实现牵引传动变流器的大功率、小体积和高可靠性; 转向架采用有源或半有源悬挂, 有效降低横向振动; 强化复合制动系统, 开始采用安全电阻制动及空气阻力板制动; 提高车体气密性及降噪性能; 采用先进的列车自动控制系统及故障监测系统; 利用倾摆车体技术扩展高速列车的使用范围。
关键词: 高速列车; 技术; 发展; 综述
中图分类号: U26011 文献标识码: A
收稿日期: 2007204227 ; 修订日期: 2007205209
基金项目: 铁道部科技研究开发计划项目(2003J0012A)
作者简介: 钱立新(1941 —) , 男, 浙江嘉兴人, 研究员。
高速铁路是世界铁路发展的亮点, 是铁路现代高新技术的综合集成。而高速列车是高速铁路的技术核心, 是机车车辆现代化的具体载体, 是机械、电子、材料、计算机、控制等现代技术综合集成的集中体现。一般来说速度代表了高速列车的综合技术水
平。2007 年4 月3 日, 法国最新型的A GV V2150型试验高速列车在巴黎—斯特拉斯堡高速线上, 创造了地面交通运输系统试验速度的世界最高记录———57418 km ·h - 1 , 不仅打破了1990 年5 月18 日法国自己创造的轮轨系高速列车最高试验速度51513 km ·h - 1的记录, 而且已经超过了日本超导磁悬浮列车于1999 年4 月14 日创造的552 km·h - 1 最高试验速度记录。目前世界高速列车技术正处于日新月异发展之中, 最具代表性、有自主知识产权的350 km ·h - 1等级高速列车有: 法国的A GV、日本的Fastech360 、德国的ICE350E、西班牙的Talgo2
350 及韩国的HSR2350X 这5 种类型。
1 法国A GV 高速列车
2007 年4 月3 日破世界铁路高速列车试验速度记录的法国A GV V2150 型试验列车(见图1) ,由5 辆动车(2 辆头车、3 辆双层中间车) 编组而成, 全长106 m , 重268 t 。该试验列车采用了法国最新研发的运行速度达360 km ·h - 1 的A GV 高速列车的一系列高新技术, 并将车轮直径从920mm 增加到1 092 mm , 牵引力也增加了1 倍, 牵引功率达19 600 kW。列车起动后行驶了73 km 路程, 速度就达到了57418 km ·h - 1 。图1 创造57418 km ·h - 1速度记录的
法国A GV V2150 型试验列车 A GV 高速列车是法国第4 代高速列车, 见图2 。其设计时速360 km ·h - 1 , 2008 年将在法国巴黎—斯特拉斯堡高速新线上正式投入运营。届时从巴黎到斯特拉斯堡只需140 min , 从巴黎到卢森堡只需135 min 。A GV 高速列车每3 辆车组成1 个不可分离的牵引单元, 设计的编组方案有6 辆、9辆、12 辆等多种。以列车编组9 辆为例, 全长175m , 定员359 人, 共有14 根动轴, 8 根非动轴, 头车的两端为非动力转向架, 一等车座席间距为1 649 mm , 二等车座席间距为968 mm。图2 法国AGV 型高速列车外貌
A GV 高速列车的技术特点如下。(1) 轴重小于1615 t , 中间车辆采用铰接式带动力的转向架和铰接式拖车转向架。
(2) 动轴每轴牵引功率为600 kW (牵引电机额定功率为660 kW) , 每台异步牵引电机重量为750 kg , 采用IGB T 变流装置。
(3) 由于采用带动力的铰接式转向架, 牵引电机无法使用强迫风冷, 因此, 研制了带内置风扇的自冷却系统。
(4) 非动力转向架采用涡流制动方式, 在350~200 km ·h - 1 的制动过程中, 每台转向架的涡流制动力为20 kN , 并解决了在列车运行3 min间隔情况下, 轨道发热及磁引力产生的垂向力问题。
(5) 增加二系主动横向悬挂系统。
(6) 与各种供电制式均能匹配, 将电磁干扰降低到最低限度。
(7) 提高车厢内的隔音性能, 提高舒适度。
(8) 采用贯通式地板。
(9) 采用倾摆车体技术。
2 日本Fastech 360 试验型高速列车
东日本铁路公司于2005 年开始研制开发新一代高速列车, 其目标运行速度为360 km ·h - 1 , 因此取名为Fastech360 型, 见图3 。该试验型高速列车由东日本铁路公司和川崎重工、日立等企业联合研制成功。Fastech360 试验型高速列车有2 种类型, 其内部设备基本上相同; Fastech360S 型适用于新干线准轨线路, 8 辆编组, 车体宽度为3 380mm ;Fastech360Z 型适用于既有线改造的小型新干线线路, 6 辆编组, 车体宽度为2 904 mm。Fastech360S 试验型高速列车已在东北新干线的仙台—北上区间进行了性能试验, 运行考核长达18个月, 总行驶里程6 万km , 起动后10 min 即达360 km ·h - 1 , 最高试验速度已达398 km ·h - 1 。Fastech360 试验型高速列车的最大技术特点体现在制动和噪声防治方面。
图3 日本Fastech360 型高速试验列车外貌
(1) 首次采用空气阻力板(在车体顶部两侧,制动时自动弹出) 实现高速工况下的空气阻力制
动, 以期缩短在360 km ·h - 1 速度下的紧急制动距离, 使其与E2 系275 km ·h - 1 的紧急制动距离基本相同。
(2) 头车的流线形头部长达16 m , 具有较高的长细比值, 同时车体横截面从1112 m2 减小为
1018 m2 , 降低了进入隧道的微压力波。
(3) 转向架上均安装检测传感器, 以监控转向架的运行性能, 并在司机屏上实时显示。
(4) 在Fastech360S 试验型高速列车上安装高阻尼系数的减振器, 以保证运行的平稳性; 而在
Fastech360Z 试验型高速列车上安装低阻尼系数减振器, 以顺利通过小半径曲线。
(5) 转向架上均安装了电磁作动器主动悬挂系统。
(6) 采用体积小、重量轻的牵引变流机组, 有3 个单独控制的模块, 每个模块向相邻2 辆动车供电。采用人字形齿轮传动装置, 降低了轴承载荷,可保证60 万km 的运用寿命。
(7) 采用倾摆式车体系统, 最大倾摆角2°。车体地板采用浮动式结构, 以降低车内噪声。
(8) 车厢间连接处采用由3 段金属材料组成的柔性风罩, 在通过曲线时, 中间的1 段风罩在外面叠盖其他2 段金属罩, 保证列车的流线型外型光滑流畅、并降低噪声。
(9) 车体侧裙板采用吸音材料并一直延伸到轨第4 期 速度350 km ·h - 1等级世界高速列车技术发展综述67面附近, 控制轮轨噪声, 地板下设有加温系统, 防止结冰积雪。
(10) 采用1 台单臂受电弓, 具有分段式的滑
板, 每段滑板均有弹性支承, 受电弓两侧设置长7m 的垂直S 形的导流隔声板, 以降低受流噪声。
(11) 在紧急制动时向轮轨间喷射陶磁粒子以增加制动粘着。空气制动采用新材料、新结构的制动盘及闸片, 具有良好的抗热衰退性。
(12) 接触导线张力达20 kN , 接触导线横截面面积为110 mm2 。
(13) 采用大型铝合金挤压型材车体, 车轮轮径860 mm , 最大轴重1215 t 。预计2011 年该新型高速列车将全面投入正式运营。
3 德国ICE350E 型( Velaro E 型)
高速列车
德国铁路和西门子公司为了在西班牙马德里—巴塞罗那高速新线的高速列车进行投标, 合作研究开发了最高运营速度350 km ·h - 1 的ICE350E 型(也称Valaro E) 高速列车, 见图4 。2006 年1 月该型车在马德里—巴塞罗那高速新线上进行了运行试验, 德国在ICE3 型高速列车研制开发成功基础上, 进一步研究采用一系列高新技术, 成功地实现了高速列车350 km ·h - 1 的运行速度目标。图4 德国ICE350E 型高速列车
ICE350E 型高速列车为8 辆编组, 其列车全长为20012 m , 定员404 人, 全列空车重量为425t 。ICE350E 型高速列车的技术特点如下。(1) 牵引功率在ICE3 型8 000 kW 基础上提高10 % , 达到8 800 kW , 起动牵引力达到283kN , 在350 km ·h - 1 时还有90 kN 的牵引力, 足以克服75 kN 的列车总阻力。(2) 0 —320 km ·h - 1 的加速时间为380 s , 平
均起动加速度可达0124 m ·s - 2 。(3) 复合制动系统中, 取消了涡流轨道制动。动力车采再生制动和电阻制动(7 200 kW) , 再加上每轴2 套轮盘式盘型制动; 拖车上采用每轴3套轴盘式盘型制动。(4) 采用新型的SE380 系列牵引齿轮传动装置, 正齿轮传动, 可减轻齿轮箱重量, 降低噪声(低于VD12159 规范规定值) , 提高了单位功率。(5) 轴重由ICE3 型的15 t 提高到16 t 。全列车共32 根轴, 其中16 根为动轴。(6) 采用新型受电弓和25 kV 交流供电制式,满足欧盟已生效的高速列车可操作性技术条件TSIHGV。(7) 采用ETCS22 型欧洲列车自动控制系统及GSM2R 无线通信系统, 同时还采用L ZB80 型感应式列车自动控制系统及西班牙ASFA 型超速防护系统。(8) 列车设备采用最高等级的防火标准, 包括紧急情况下的运行方案。(9) 安装了完善的旅客信息系统, 包括车厢两端旅客信息显示屏, 视频和音频系统。2007 年西班牙马德里—巴塞罗那高速铁路正式开通时, ICE350 型高速列车将投入正式运营。
4 西班牙Talgo2350 型高速列车
1998 年4 月西班牙铁路决定在引进法国AVE高速列车(300 km ·h - 1 ) 技术的基础上, 自主创新研发新一代的350 km ·h - 1 等级的高速列车, 以便在马德里—巴塞罗那高速新线开通后投入运营。在与庞巴迪公司技术合作的基础上, 由西班牙Talgo 公司负责总体设计及系统集成, 经过3 年的攻关, 于2001 年研发成功第一列样车, 并于当年在马德里—塞维利亚高速铁路线上成功地进行各项性能试验, 最高试验速度达到359 km ·h - 1 。之后, 经过多年的运行考核及改进, 采用高新技术的Talgo2350 型高速列车(见图5) 以其独特的构思,
成为350 km ·h - 1 等级高速列车中的又一品牌。图5 西班牙Talgo2350 型高速列车
68 中 国 铁 道 科 学 第28 卷
Talgo2350 型高速列车的技术特点如下。(1) Talgo2350 型高速列车全长200 m , 定员
318 人, 由2 台动力车和12 辆摆式Talgo 铰接式车辆编组而成, 列车总车轴数为21 根, 其中2 台动力车为8 根, 12 辆摆式Talgo 车辆(长度为13 140 mm) 为13 根车轴, 可有效地减少列车运行阻力。(2) 拖车采用了Talgo 特有的独立旋转车轮单轴转向架, 并采用铰接式连接方式, 克服了普通2轴转向架内4 点支承的弊端, 由于缩短了2 个单轴转向架的间距, 可提高车体的刚性, 并有效降低地板面高度(756 mm) 。(3) 列车总功率8 000 kW , 启动牵引力200kN , 牵引传动系统采用IGB T 组合功率IPM 模块的变流机组, 体积小重量轻, 三相异步牵引电机每台功率为1 000 kW , 采用架悬方式。网络控制系统采用MVB 车辆总线和WTB 列车总线, 符合TCN 标准。(4) 轴重17 t , 动力车轮径1 040 mm , 客车轮径880 mm , 全列空车重量仅322 t 。(5) 动力车采用再生制动和电阻制动, 最大持续电制动功率为4 200 ×2 kW。每轴两套轮盘式盘型制动及1 套轴盘式盘型制动。拖车每轴采用4 套盘型制动(轮盘与轴盘) 。(6) 车体采用Talgo 被动式倾摆系统, 铝合金挤压型材结构。车体具有压力密封特性。(7) 辅助供电系统由主变压器中间直流电压处直接抽头进行逆变, 不再采用主变压器抽头。
5 韩国HSR2350X 型高速列车
1996 年韩国决定在引进法国KTX 高速列车(300 km ·h - 1 ) 技术的同时, 自主创新研发新一代的350 km ·h - 1 等级高速列车。1998 年韩国专门创建了韩国铁道科学研究院, 并联合韩国工业技术研究院和韩国各大企业(大宇、三星、韩进等公司) 实施350 km ·h - 1 高速列车的试制, 经过6 年努力, 于2002 年试制成功, 取名为HSR2350X型, 见图6 。HSR2350X 试验型高速列车由7 辆车编组而成, 两端为具有流线型头部的动力车, 紧靠动力车的是1 辆带1 个动力转向架的拖车, 中间为3 辆拖车, 总共有12 根动轴。HSR2350X 试验型高速列车经过全面的型式试验、试运行考核及改进, 成功地实现了350 km ·h - 1 运行速度的目标。韩国铁路公司( Korail) 2006 年已决定向韩国机车车辆制造商RO TEM 购买十列HSR2350X 型高速列车, 计划于2009 年及2010 年分别在Honam 高速线及Cholla 高速线上运营。
图6 韩国HSR2350X型高速列车HSR2350X 型高速车辆每辆价格仅300 万美元, 比法国阿尔斯通公司制造的KTX 高速车辆每辆320 万美元低20 万美元。正式运营的HSR2350X 型高速列车将由10 辆车编组而成。HSR2350X 型高速列车主要技术特点如下。(1) 列车两端采用动力车及带动力转向架的客车作为牵引动力, 中间编组拖车。牵引传动系统采用IGCT 模块变流机组及1 100 kW 大功率同步牵引电机。(2) 客车之间全部采用TGV 式的铰接式转向
架, 包括带有动力的铰接式转向架。(3) 动力转向架采用再生制动, 电阻制动, 盘型制动。拖车转向架采用涡流轨道制动及盘型制动。(4) 车体采用大型挤压铝合金型材焊接式结
构, 并采用压力密封。(5) 列车自动控制系统采用网络控制及硬线控制相结合的模式, 可提高控制系统的可靠性。(6) 司机室带有3 个显示屏, 中间显示屏是A TC 数据命令显示, 两边显示屏显示监控系统的数据。(7) 列车内部服务设施先进, 包括备有家庭包间、旋转座椅、无线通讯电话及卫星电视等。2006 年7 月27 日韩国建设交通部宣布, 计划与科技部联合开发400 km ·h - 1高速列车, 该项目预计耗时6 年, 投入资金766 亿韩元。
6 世界高速列车技术发展展望
世界各国350 km ·h - 1 等级高速列车性能指标
第4 期 速度350 km ·h - 1等级世界高速列车技术发展综述69
汇总见表1 。
表1 世界各国350 km·h- 1等级高速列车性能指标汇总
项目AGV ICE350E Talgo2350 Fastech360 HSR2350X
研制国家法国德国西班牙日本韩国
轨距/ mm 1 435 1 435 1 435 1 435 1 435
供电制式
25 kV ,50 Hz
(3 kV ,DC)
25 kV ,50 Hz 25 kV ,50 Hz 25 kV ,50 Hz 25 kV ,50 Hz
最高运行速度
/ (km ·h - 1)
360 350 350 360 350
编组
9 辆(1 T + 2M) ×3
20 轴中12 根动轴
8 辆
(M + T + M + T) ×2
14 辆
1 T + 12 T + 1M
8 辆
1 T + 6M + 1 T
7 辆
1M + 1 TM + 3 T + 1 TM + 1M
列车重量(空车) / t 307 425 322 364 约300
轮径/ mm 920 920
1 040 (动力车)
/ 880 (拖车)
860 920
持续功率/ kW 7 600 8 800 8 000 8 600 13 200
启动牵引力/ kN 160 283 200 192
列车长度/ m 175 20012 200 20114 1371 8
车辆宽度/ mm 2 904 2 950 2 942 3 380 2 950
定员/ 人359 404 318 444 约300
最大轴重/ t 161 5 16 17 121 5 17
变流装置型式IGBT GTO IGBT IPM IGCT
牵引电机类型
功率/ kW
异步600 异步550 异步1 000
异步370 (No213)
同步永磁355 (No41 5)
异步350 (No617)
同步1100
转向架类型
铰接式主动悬挂
电磁作动器
2 轴无摇枕式被动
悬挂液压作动器
单轴铰接式
2 轴无摇枕式主动
悬挂电磁作动器
铰接式主动悬挂
制动系统
再生+ 电阻+
盘型+ 涡流轨道
再生+ 电阻+
盘型
再生+ 电阻+
盘型
空气阻力板+
再生+ 盘型
再生+ 电阻+
盘型+ 涡流轨道
信号系统ETCS22 ETCS22 ETCS22 数字ATC 数字ATC
列车牵引制动控制系统TCN 网络控制TCN 网络控制TCN 网络控制TCN 网络控制TCN 网络控制+ 硬线
车体结构
挤压铝型材结构,
主动倾摆车体
挤压铝型材结构
挤压铝型材结构,
被动倾摆车体
挤压铝型材结构,
主动倾摆车体
挤压铝型材结构
密封结构压力密封压力密封压力密封压力密封压力密封
法国A GV V2150 型试验列车于2007 年4 月3日创造了57418 km ·h - 1 地面运输系统的最新世界记录, 表明了轮轨系高速列车在技术、经济、安全各方面性能指标已达到新的高度与水平。展望世界高速列车的发展前景是一片光明。(1) 世界各国近期建成或正在新建的高速铁路的速度目标值基本上都定位在350 km ·h - 1 或以上, 如已建成的韩国首尔—釜山高速铁路(大邱—釜山段第2 期工程正在建设) , 我国台湾省台北—高雄高速铁路, 2007 年即将建成的法国巴黎—斯特拉斯堡东部高速线, 西班牙马德里—巴塞罗那—法国边境高速线等均是以350 km ·h - 1 为速度目标值, 说明当今世界高速列车的最高运行速度目标已突破350 km ·h - 1 , 并正在向400 km ·h - 1 速度目标挺进。
(2) 350 km ·h - 1 等级高速列车更多的是采用动力分散形式, 因为其在牵引、制动粘着的利用方面具有较大的优势, 因此世界各国新研制的350km ·h - 1 等级高速列车, 如日本、德国、法国、韩国基本上都采用动力分散式。但这也不是绝对的,西班牙自主创新研制的Talgo2350 型高速列车却独树一帜, 由于其采用了独特的Talgo 单轴可旋转车轮铰接式转向架(走行部) , 使14 辆编组的列车车轴总数只有21 根。同样也是200 m 长的8 辆编组ICE350E 型高速列车, 其车轴总数达32 根。两者相比, Talgo350 型高速列车拖车的运行阻力明显降低, 自重也减轻了100 t , 使动力集中式的Tal2go350 高速列车也获得了成功。(3) 350 km ·h - 1 等级高速列车牵引传动技术向功率大、体积小、重量轻、可靠性高、成本低的方向发展。随着大功率、高频率、模块化、智能化的新型电力电子器件不断发展, IPM , IGB T ,IGCT 等模块组成的变流机组已经能控制1 000 kW以上的交流牵引电机正常运转, 自冷却的同步永磁
70 中 国 铁 道 科 学 第28 卷交流牵引电机也已开发成功, 正在试验考核, 空冷
主变压器也得到应用。(4) 350 km ·h - 1 等级高速列车进行了转向架动力学性能的优化设计, 改进一系、二系悬挂系统结构参数, 不论是2 轴无摇枕转向架还是铰接式转向架, 甚至单轴铰接式转向架, 均采用了有源(主动控制) 或半有源(半主动控制) 悬挂装置, 空压、液压、电磁作动器都得到应用, 有效地解决了横向振动问题, 灵活适应了随机多变的线路状态,在速运行条件下提高旅客乘座的舒适性。(5) 复合制动系统更进一步强化, 关键是强化安全制动手段。目前运行速度300 km ·h - 1 等级的高速列车实施安全制动的唯一手段是纯空气盘型制动, 要求在紧急情况下(包括受流失效时) 保证安全的紧急制动距离。但速度提高到350 km ·h - 1 及以上时, 制动盘承担的制动功率已超出极限, 难于满足安全制动距离要求。为此研究了4 种强化安全制动的方法: ①开发新材料与新结构的制动盘与闸片, 提高耐热裂性能和耐热衰退性; ②增加安全电阻制动新方式, 一旦受流失效时采用蓄电池的电能通过逆变器为牵引电机励磁, 使制动能量在电阻带上消耗, 是一种可靠的安全制动方式; ③增加空气阻力制动新方式, 在紧急制动时, 利用从车顶上弹出的“阻力板”使高速列车有效地减速; ④采用喷射陶瓷粒子增加紧急制动时的粘着。由于采用安全电阻制动及空气阻力制动方式, 为降低制动系统的簧下质量创造了条件, 可以不必采用笨重的涡流轨道制动(每辆车增加簧下质量约214 t ) 或涡流盘形制动(每组簧下质量1 t) 。(6) 增加车体气密性, 降低列车噪声是350km ·h - 1 等级高速列车关键性的技术措施, 也是高速列车技术水平的集中体现。增加车体气密性主要在车体大断面挤压铝合金型材连续焊接工艺、车窗高性能密封材料、塞拉车门的气压密封及锁紧机构、排水水封装置的气密性能、高压鼓风机连续供排气性能等方面实现新的突破, 提高了气密性指标。采用各项高新技术综合集成降低列车噪声, 包括低噪声新结构受电弓及隔声板的研制, 车体侧墙裙板及地板采用新型吸声材料, 车厢间采用叠层式金属档罩, 列车头形采用高长细比的优化流线型以抑制隧道微压力波, 减少车厢横截面尺寸, 采用浮动地板结构和低噪声牵引电机等措施。(7) 采用先进的列车自动控制系统及故障监测
系统。欧洲的350 km ·h - 1 等级高速列车普遍都安装了欧洲列车自动控制系统ETCS2 级装置及GSM2R 无线通讯系统, 将来逐步发展成ETCS3级, 实现移动闭塞控制目标。日本及韩国的350km ·h - 1 等级高速列车也同样采用先进的数字式A TC 列车自动控制系统及GSM2R 无线通讯系统。(8) 倾摆式车体技术将在350 km ·h - 1 等级高速列车上得到普遍应用。一方面, 在已建成的高速线曲线半径不够大的区段(如日本新干线有半径
2 500 m的曲线) 采用倾摆式车体技术可以将速度提高到330~350 km ·h - 1 , 另一方面, 当高速列车过轨既有线运营时, 即使在小曲线半径区段仍可以显著地提高运行速度, 发挥高速列车的潜力。倾摆式车体技术已越来越受到各国高速铁路设计者和运营者的青睐。
参考文献
[1 ] 钱立新. 世界高速铁路技术[M] . 北京: 中国铁道出版社, 2003.
(QIAN G Lixin. Technology of High2Speed Railways
in World [M] . Beijing : China Railway Publishing House ,
2003. in Chinese)
[2 ] 钱立新. 世界高速列车技术的最新进展[J ] .
中国铁道科学, 2003 , 24 (4) : 1211.
(QIAN G Lixin. Recent Technical Developoment
of High2Speed Trains in the World [J ] . China Railway Science ,
2003 , 24 (4) : 1211. in Chinese)
[3 ] Murray H. Fastech 360 Twins Herald Speed2Up to the
North [J ] . Railway Gazette , 2006 (5) : 2622264.
[4 ] Takashi E. Fastech 360 列车试探超高速行驶[J ] . 国际铁道工程, 2006 (5) : 16220.
( Takashi E. Fastech360 High2Speed Train is Undergoing Trials at
up to 398 km ·h - 1 [J ] . Railway Gazette Chi2
nese Edition , 2006 (5) : 16220)
[5 ] Barry C. Spain Launches Massive Investment
Program [J ] . International Railway Journal , 2006 (9) : 69274.
[6 ] 乔英忍. 世界铁路动车组的技术进步、水平和展望[J ] . 国外铁道车辆, 2007 (2) : 127.
(QIAO Yingren. Technology Progress , Level and Prospect s
of Railway Multiple Unit s in the world [J ] . Foreign
第4 期 速度350 km ·h - 1等级世界高速列车技术发展综述71
Rolling Stock , 2007 , 44 (2) : 127. in Chinese)
[7 ] Kortan Rail Technology. HSR2350X to Launch
Service in 2009 [J ] . KRRI Newsletter , 2006 , 5 (9) : 125.
[8 ] SNCF. 57418 km ·h21 : Le Nouveau Record du Monde
de Vitesse Sur Rail [J ] . Temp s Reel , 2007 , No140107.
Summary of the Technical Development of High2Speed Train with
the Speed of 350 km·h- 1 in the World
QIAN Lixin
(China Academy of Railway Sciences , Beijing 100081 , China)
Abstract : This paper analyzes t he technical characteristics
of high2speed t rains wit h t he speed of 350 km ·h - 1 ,
such as type A GV in France , type fastech 360 in J apan ,
type ICE350E inGermany , type talgo350 inSpain and type
HSR2350X in Sout h Korea. The important technical indices
of different types of high2speedt rains are analyzed and
compared. The t rends of technical development for
high2speed t rains in t he worldare discussed , mainly
are : to adoptpower2decent ralized EMU wit h t he maximum
running speed of 350 —400 km ·h - 1 ; adopt IGB T , IPM ,
IGCT modular equipment to realize high2power , small volume ,
high re2liability for t raction converter ; design advanced
bogie with active or semi2active suspension to effectivelyreduce
t ransver sal vibration ; use safety rheostat brake or
air2resistance block to enhance complex brakingsystem ;
increase car body air2tight ness and reduce noise effect ;
adopt advanced t rain automatic cont rol sys2tem ; use
tilting bodies to expand high2speed t rain operation mileage.
Key words : High2speed t rain ; Technology ; Development ; Summary
动车组运用所检修运用管理信息系统通过铁道部技术审查
2007 年5 月31 日, 铁道部运输局会同科技司、建设司、鉴定中心, 组织沈阳、北京、郑州、武汉、西安、南昌、上海铁路局、广铁(集团) 公司以及铁二、三、四院有关专家, 在上海对铁道科学研究院电子计算技术研究所研制开发的“动车组运用所检修运用管理信息系统”(以下简称“信息系统”) 进行了技术审查。审查组一致同意该系统通过技术审查,并建议在后续建设的动车运用所中推广应用。该系统是实现动车组检修基地现代化的重要标志, 是支撑动车组检修、运用和管理的重要手段, 可提高动车组的检修质量和运行效率, 保障动车组行车安全。审查组围绕该系统搭建的硬件和网络环境、软件功能、系统性能进行了认真讨论, 并赴上海南动车所现场参观和了解了该系统的实际应用情况。审查组认为该信息系统实现了动车组履历管理、调度管理、安全管理3 个子系统的功能及数据集成和共享, 应用软件合理部署为调度管理、作业管理、技术管理、系统维护4 个平台。系统设计理念先进, 搭建了能够满足运用所检修、运用业务管理需要的平台, 符合铁道部运输局《动车组检修运用管理系统应急工程实施方案》文件的相关要求。
该系统集成度高, 结构复杂, 内容繁多, 信息量大。对外与调度指挥系统、地对车安全监控系统、动车组车载信息系统、动车组制造厂和配件供应商等系统实现信息的共享和交换; 对内将运用所检测的关键设备(包括轮对踏面诊断、转向架更换、空心轴探伤等) 状态信息接入系统, 建成集中和完整的运用所数据管理平台, 并将检修、运用、管理等各工作环节有机地结合在一起, 形成管理统一、资源共享、协调联动的大系统, 满足了动车组全路调配、网络化修车、兼容4 种车型要求的动车组检修运用管理需要。目前, 项目组人员在完善“动车组运用所检修运用管理信息系统(应急工程) ”3 个子系统功能的同时, 正全面开发该系统其余5 个功能, 并将其在5 个过渡运用所推广应用。
(来源: 铁道科学研究院网站)
| 郑重声明:凡注明来源为“人民网――奥运频道”、“人民网――《**报》”、“人民网”的关于奥运的报道(含文字、图片及音视频),除签署人民网奥运内容专项授权协议的网站外,其他任何网站或单位禁止转载、使用(包括已取得常规新闻授权的网站),违者必究。如需使用,请与010-65368446联系。 |
|
|
(责任编辑:乐意) |
| 相关专题 |
| · 钱立新访谈 |
播客·视频 |
|||
|
|
||
小编推荐 |
| ·中铝公司跻身世界500强 排名376位 ·宁波推动产业升级提升竞争能力 ·IT业,谁的冬天更难过? ·国产动画寻突破 塑“文化之根”是当务之急 ·全球汽车销售丰田夺冠 ·缝机业八年首现负增长 并购重组或是出路 ·巴曙松:房地产行业调整还处于中场阶段 |
今日推荐 |
|||
|
|
||
|
·黑龙江上半年外贸进出口达85.4亿美元增长23.5% |
|||
|
[一语惊坛]根治"合法上访"营养不良,自无"违法上访"! [论坛]贪千万不杀头,当官真好?·李源潮一篇讲话仅一千多字 [访谈]"理论热点面对面2008"座谈·姜志刚谈央企人才 [辩论]中国该建"裸泳海滩"吗?·广州行人违章罚1/3月工资? [博客]中央九常委奥运个性语录 女贪官"很傻很天真"隐喻 [博客]12大贪官"藏娇金屋"悟出啥 倪萍放弃主持真实原因 |
彩信·手机报 |
|||
|
|
||







